Thông số kỹ thuật động cơ không chổi than để tối đa hóa mô-men xoắn


9

Tôi quan tâm đến một động cơ không chổi than có mô-men xoắn cao (không nhiều bằng RPM).

Những thông số kỹ thuật của động cơ BL sẽ cho một dấu hiệu công bằng về mô-men xoắn của nó, miễn là

  • điện áp cố định (12V)
  • hiện tại cũng được cố định (giả sử tối đa 10A)

Tôi muốn xác định nhanh chóng từ một danh sách các thông số kỹ thuật của động cơ (được tìm thấy trên Net) những gì mong đợi từ quan điểm mô-men xoắn.
Chẳng hạn, số cực, kv, trọng lượng, đường kính, chiều dài ...

Câu trả lời:


5

Vội vã.
Càng về sau có lẽ ...

Lưu ý rằng "mô-men xoắn" thường được sử dụng để có nghĩa là mô-men xoắn 0 RPM bị khóa NHƯNG bạn sử dụng nó theo nghĩa "mô-men bỏ học ở một tốc độ nhất định". Điều đó hoàn toàn tốt miễn là bạn lưu ý rằng một số tài liệu tham khảo sẽ có nghĩa là cái trước chứ không phải cái sau.


Phê bình (loại / xây dựng) hoan nghênh.
Viết vội vàng và không được kiểm tra. Tốt hơn là có thể.


Xem nhà văn "Toper925" bình luận tại đây

Ông lưu ý:

  • Thực sự không có phương trình duy nhất phù hợp với tất cả các trạng thái của PMSM nhưng phương trình này hoạt động chung:

    • Te = 1,5p [idiq + (Ld - Lq) idiq]

Ở đâu:

  • p là số cặp cực

  • là biên độ của từ thông gây ra bởi các PM trong pha stato

  • Lq và Ld là các cuộn cảm trục q và d

  • R là điện trở trong cuộn dây stato

  • iq và id là dòng trục q và d


Tôi cần đọc thêm về những gì anh ấy nói để có ý nghĩa hoàn toàn.

Mô-men xoắn là khi mô-men xoắn không đủ để "kéo" mảnh cực rôto tiếp theo sử dụng từ trường có sẵn.

VẬY, tôi mong đợi

  • Nhiều cặp cực tốt hơn. Tôi mong đợi tốt hơn mức tăng tuyến tính khi một nửa khoảng cách với các cặp nhân đôi NHƯNG lực từ trường ở mức giảm tồi tệ nhất khi khoảng cách được tạo ra (chỉ có một số lượng đáng kể đường kính cực từ để không phải trong hầu hết các động cơ hợp lý), đến gần hơn với khoảng cách bình phương như khoảng cách rơi xuống độ rộng gần cực và tốt nhất chỉ có thể tiếp cận tuyến tính ở khoảng cách gần. Vì vậy, nhiều ples sẽ cho khoảng cách giữa các interpole ít hơn ... (nhưng kích thước cực giảm xuống nên ...).

  • Mô-men xoắn = công suất trên mỗi vòng quay. Nếu sức mạnh giảm nhanh hơn RPM, biên độ của bạn sẽ giảm cho đến khi bạn đạt đến điểm không thể kéo vào. Nhìn thoáng qua tôi nghĩ rằng đây là điều mà người đàn ông ở đây đang ám chỉ xuống khoảng một nửa dưới biểu đồ. Dẫn tới ...

  • Nếu bạn có một đường cong sức mạnh, bạn cũng có một đường cong mô-men xoắn vì cả hai có liên quan bởi vòng quay động cơ. (Mô-men xoắn = kx Công suất / RPM). Nếu bạn có một biểu đồ công suất tốc độ cho bạn tải, bạn sẽ có thể phủ lớp này lên đường cong mô-men xoắn và xem nơi mô-men xoắn tải> mô-men được tạo ra. Điều này sẽ tốt hơn so với thế giới thực (có thể).

  • R thấp nhất sẽ giúp vì nó cho phép tôi lớn nhất nhưng đây thực sự là hiệu ứng phụ cho hai động cơ có cùng công suất ở cùng một RPM.

  • Thông lượng cảm ứng nên đóng một phần rất lớn. Tôi mong muốn các lõi từ không bão hòa (ví dụ như thép) sẽ cung cấp kết quả vượt trội NGOẠI TRỪ nếu bạn có thể có được tất cả các khoảng trống nhỏ đến mức trường được duy trì tốt bằng nam châm. Nguyên tắc chung là bạn có thể nhận được khoảng 0,5 Tesla với đường kính bằng 1/2 đường kính nam châm bằng cách sử dụng nam châm NdFeB hàng đầu. Nói N52? N45 sẽ không quá tệ.

  • Lưu ý rằng nam châm xử lý NdFeB của Hoa Kỳ được đúc nhưng tiếp đất và thiêu kết sau đó và kém hơn so với thông lượng tối đa có thể so với phiên bản tiếng Nhật. Tất cả điều này nên được đề cập trong thông số kỹ thuật thông lượng.


Cảm ơn bạn vì câu trả lời rõ ràng, chi tiết và rõ ràng "vội vàng" này.
e2-e4

Btw, ở đâu Rtrong phương trình?
e2-e4

@ ring0 Điều đó mất một thời gian dài :-) - Hmm - R dường như đã ra ngoài ăn trưa. Nhưng, id và iq sẽ liên quan gần như toàn bộ với Vin và R cho mô-men xoắn bị đình trệ. Phần còn lại dường như áp dụng OK.
Russell McMahon

3
  • Nhiều lượt hơn: thông lượng cao hơn và do đó kéo sức mạnh với chi phí của emf trở lại cao hơn sẽ làm giảm điện áp lái xe khi tốc độ bắt đầu tăng. Tuy nhiên, để tránh tổn thất nhiệt I ^ 2R cao, bạn có thể cần sử dụng dây dày hơn (khối lượng / trọng lượng / chi phí cao hơn). Về cơ bản, RPM thấp hơn có nghĩa là cuộn dây stato sẽ hoạt động điện trở nhiều hơn so với quy nạp.
  • Nhiều cặp cực rôto: khoảng cách gần hơn với "kéo vào". Xem xét một động cơ bước loại lai như là một trường hợp cực đoan.
  • Đường kính lớn hơn: tận dụng "đòn bẩy" cơ học để có tương tác giữa stato / rôto xảy ra ở xa trục quay. Đối với một khối lượng động cơ nhất định, video này đề cập rằng mô-men xoắn tăng tuyến tính với chiều dài, nhưng theo phương trình bậc hai với đường kính. Do đó, với một thể tích nhất định, bạn sẽ muốn một động cơ "vòng" hoặc ít nhất là một động cơ "bánh kếp".

Xem động cơ "mô-men xoắn" hoặc "truyền động trực tiếp", ví dụ từ Allied Motion, Kollmorgen, Moog, v.v. Họ sử dụng cả ba điều trên, dẫn đến đường cong tốc độ / mô-men xoắn với mô-men xoắn tương đối phẳng, cao trong vùng vòng tua thấp nhanh chóng giảm xuống khi tốc độ tăng. "Động cơ Hub" thường được sử dụng trong các ứng dụng xe đạp điện có thiết kế tương tự nhau. Từ một động cơ mô-men xoắn chuyển động của Allied :

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Về điện áp, nó không ảnh hưởng đến hiệu suất ở cấp độ động cơ (mặc dù có thể ở cấp cung cấp) giả sử khối lượng đồng là như nhau và độ dày đồng là "đúng kích cỡ" cho điện áp / dòng điện. Để chứng minh điều này, hãy so sánh I ^ 2R (mất nhiệt) và NI (tỷ lệ với thông lượng stato) cho một (V, I, R) nhất định với (2V, .5I) áp dụng cho gấp 2 lần số 1/2 diện tích mặt cắt ngang cuộn dây (dẫn đến cùng một khối lượng đồng), sẽ dẫn đến điện trở gấp 4 lần.

Tái bút - Hãy sửa tôi nếu có thể .. Tôi vẫn đang tìm hiểu về công cụ này.


Đây là một ví dụ khác về động cơ "vòng": thingap.com/high-power-d mật độ . Lưu ý họ nhấn mạnh mật độ công suất (diện tích / thể tích bề mặt cao cho phép tản nhiệt cao) và mật độ mô-men xoắn (khối lượng đồng và nam châm đều tập trung ở vòng mỏng cách xa trục quay).
abc

2

Cố gắng đoán mô-men xoắn từ các thông số khác không phải là một ý tưởng tốt. Thông số kỹ thuật tốt sẽ cho bạn biết mô-men xoắn ở một số dòng cố định. Có quá nhiều sự đánh đổi trong thiết kế động cơ mà bạn không thể suy luận hợp lý thông số này từ các thông số điểm vận hành đơn lẻ khác.


Cảm ơn bạn cho một nhận xét hợp lý. Tuy nhiên tôi phải thừa nhận các ý kiến ​​khác cung cấp một số lạc quan thú vị - trong khi ít trang trọng hơn.
e2-e4

2

Trong câu hỏi của bạn, bạn đã yêu cầu một động cơ có mô-men xoắn cao. Tài sản này nên được đưa ra bởi nhà sản xuất, tức là nó là một đặc điểm kỹ thuật. Tuy nhiên, đường kính, hằng số động cơ thường tỷ lệ thuận với khả năng mô-men xoắn trong cùng một họ động cơ. Ngoài ra, bạn có được mô-men xoắn nhiều hơn với dòng điện bổ sung.

Tuy nhiên, nói chung, khi chỉ định một động cơ bạn muốn biết điểm vận hành của nó, tức là tốc độ và mô-men xoắn của nó. Bạn thường có được điều này từ đường cong tốc độ mô-men xoắn đặc trưng của động cơ. Mô-men xoắn và tốc độ có liên quan tuyến tính trong một động cơ điện. Nói chung, đường cong này được xác định bởi mô-men xoắn và "tốc độ không tải". "Mô-men xoắn" là mô-men xoắn ở tốc độ không. "Tốc độ không tải" là tốc độ với mô-men xoắn bằng không chống lại chuyển động quay của động cơ. Chúng nên được đưa ra trong đặc điểm kỹ thuật của động cơ và chúng xác định đường cong tốc độ mô-men xoắn:

mô-men xoắn / tốc độ của động cơ DC điển hình

Tham khảo: http://lancet.mit.edu/motors/motors3.html

Điểm vận hành nằm ở đâu đó trên đường cong tốc độ mô-men xoắn. Có nhiều cách để có được điểm vận hành. Tuy nhiên, vì bạn đã cho tôi năng lượng điện, nó có thể được lấy từ nó, hiệu suất của động cơ và đường cong tốc độ mô-men xoắn. Sức mạnh cơ học là một hàm bậc hai của tốc độ và tích phân của đường cong tốc độ mô-men xoắn.

quyền lực

Bạn đã chỉ định công suất đầu vào điện, tức là 12V * 10A = 120W. Động cơ biến năng lượng điện này thành năng lượng trục cơ học với một số năng lượng bị mất do nhiệt. Động cơ DC điển hình có hiệu suất hơn 85% trong quá trình chuyển đổi năng lượng này, do đó, gần như là một xấp xỉ thô, nói rằng bạn nhận được 100W năng lượng cơ học. Hiệu quả nên được đưa ra bởi nhà sản xuất.

Vì vậy, có hai tốc độ có thể cho bất kỳ một mô-men xoắn. Nhưng mô-men xoắn hoặc tốc độ có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng các phương trình này.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Sức mạnh là các phương trình này là năng lượng cơ học, không phải năng lượng điện trong.

Tất cả điều này chỉ áp dụng cho trạng thái ổn định của hệ thống và không xem xét phần chuyển động nhất thời của động cơ.

Bạn dường như đòi hỏi rất nhiều mô-men xoắn và tốc độ không nhiều, do đó, tôi sẽ nghiêm túc xem xét một động cơ giảm tốc. Nếu bạn giảm tốc độ đầu ra, bạn thay đổi đường cong tốc độ mô-men xoắn bằng cách giảm tốc độ không tải và tăng mô-men xoắn. Điều này có thể giảm chi phí cho toàn bộ hệ thống của bạn bằng cách giảm đáng kể kích thước của động cơ cần thiết. Nó không thực tế để có được nhiều mô-men xoắn từ một hệ thống truyền động trực tiếp. Bạn biết rằng bạn đã chọn một động cơ rất tệ nếu nó không chạy gần công suất cực đại của nó, tức là ở một nửa tốc độ không tải. Tại sao mua một động cơ mạnh mẽ đắt tiền thực sự lớn sau đó chạy nó với công suất 1%!? Điều này thật ngốc nghếch!! Thay vào đó bởi một động cơ sẽ chạy gần công suất tối đa của nó nhưng được giảm xuống để cung cấp cùng một mô-men xoắn. Tuy nhiên, bạn chưa chỉ định những yêu cầu cơ học của bạn là gì. Bạn nên bắt đầu từ đó.


Một số đầu vào thú vị. Tôi thực sự thú vị trong mô-men xoắn tốc độ không.
e2-e4
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.